水稻抗白叶枯病基因Xa21的研究进展

Xa21是最早克隆的水稻抗病基因,作为类受体激酶类广谱抗病基因它受到广泛的关注。转基因Xa21材料,很可能成为世界上第一个被批准进行大田释放的水稻转基因材料。本文在简要回顾Xa21的发现、定位和克隆过程之后,总结了目前Xa21基因的抗病作用机理和育种应用研究现状,包括XA21蛋白质激酶的生化特性、AvrXa21的鉴别、Xa21介导的抗病途径、抗病机理等,并对今后的研究进行了展望。     

水稻白叶枯病抗性基因Xa21的分子生物学研究进展

由黄单胞杆菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)引起的白叶枯病是水稻重要细菌性病害之一。迄今,已有7个水稻白叶枯病抗性基因被克隆。Xa21是第一个被克隆的白叶枯病抗性基因,因具有广谱抗性而受到广泛的关注。对Xa21的发现、定位及克隆、表达特征、编码产物XA21的生化特性、作用与调控以及XA21介导的免疫反应模式等方面的研究结果进行综述,并对今后的研究方向进行展望。     

抗稻瘟病和抗白叶枯病两系水稻不育系的选育及其初步应用

以优质两系不育系Y58S与携有多个抗病基因的优质保持系M215B杂交,F1抽穗期再与优质两系抗病不育系RGD-7S复交,通过分子标记辅助选择技术和系谱法育种相结合,选育出同时携有Pi-2、Pi-1、Pi-Kh、Xa21和Xa23的两系不育系禾9S.稻瘟病抗性表明,禾9S田间鉴定平均叶瘟发病率仅为2.5％(感病对照为83...     

云南野生稻中的抗白叶枯病基因Xa21的鉴定

水稻白叶枯病是水稻生产上的主要细菌病害之一。从野生稻中发掘优异的水稻白叶枯病抗性材料,可以拓宽栽培稻抗白叶枯病遗传基础。经过温室接菌鉴定和PCR标记分析,对云南野生稻进行Xa21基因的检测鉴定。温室接菌鉴定表明,云南野生稻对广谱致病小种PX099及云南强致病菌Y8具有较好的抗性能力,特别是疣粒野生稻对致病菌株达到免疫程度;PCR标记分析表明,云南野生稻不含有Xa21基因,但含有与Xa21基因某些区域同源的片段。本研究结果为寻找新的抗源材料及快速发掘利用云南野生稻中的抗白叶枯病基因提供理论依据。     

水稻抗白叶枯病基因Xa12区间连锁图的构建

利用SSR标记对143株Java14/珍珠矮F₂随机群体进行分析,构建了水稻第4染色体上抗白叶枯病基因Xa12高饱和度的SSR标记区间连锁图。该分子图谱整合了SSR标记RM349、RM348、RM255、MRG4611,为进一步利用SSR标记在Java14/珍珠矮F₂群体中精细定位Xa12以及克隆该基因奠定了基础。     

基因聚合提高了水稻对白叶枯病的抗性

研究了含有单个抗性基因的水稻近等基因系和抗性基因聚合品系对浙江省白叶枯病菌４个主要小种的抗性,单个基因对这些小种的抗性均不高,对新近流行的小种大多感病;基因聚合品系对这些小种的抗性普遍提高,说明基因聚合是培育具有持久抗性品种的有效策略。     

水稻抗白叶枯病基因Xα—4的PCR标记研究

根据与水稻抗白叶枯病基因Ｘα－４紧密连锁的分子标记Ｍ５５的序列设计引物,通过对国际水稻研究所育成的抗白叶枯病近等基因系和基因累加系的叶片ＤＮＡ。半粒种子提取物及Ｘα－４基因的杂合体ＤＮＡ的ＰＣＲ特异扩增。初步建立了Ｘα－４的ＰＣＲ标记体系。揭示出了Ｘα－４在这些材料中的分布情况。     

水稻白叶枯病抗性基因的研究与分子育种

由革兰氏阴性菌黄单孢水稻变种（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ ｏｒｙｚａｅ ｐｖ．ｏｒｙｚａｅ,Ｘｏｏ）引起的白叶枯病是世界水稻生产中最严重的细菌性病害。白叶枯病是一种维管束病害,自然条件下,病菌通常由水孔或伤口侵入,沿叶脉产生灰白色病斑。田间常在分蘖期观察到病症,并随植株的生长而发展,至抽穗期达到高峰。水稻遭受白叶枯病后,一般减产２０％－３０％,严重时甚至绝收。白叶枯病最早于１８８４年在日本福岗地区发现     

水稻抗白叶枯病基因Xa-4的PCR标记研究

根据与水稻抗白叶枯病基因Ｘａ－４紧密连锁的分子标记Ｍ５５的序列设计引物,通过对国际水稻研究所育成的抗白叶枯病近等基因系和基因累加系的叶片ＤＮＡ、半粒种子提取物及Ｘａ－４基因的杂合体ＤＮＡ的ＰＣＲ特异扩增,初步建立了Ｘａ－４的ＰＣＲ标记体系。进而用该标记体系对我国籼型杂交水稻常用的亲本材料进行分析,揭示出了Ｘａ－４在这些材料中的分布情况。     

水稻白叶枯病抗性遗传解析

水稻白叶枯病是水稻主要的病害之一,对水稻生产具有重要的意义。本研究以国外引进粳稻品种Maybelle与地方籼稻品种白叶秋为亲本构建而成的加倍单倍体(doubled haploid, DH)群体为材料,调查了4个白叶枯病致病小种的致病性。结果表明,各小种的致病性在DH群体间呈现连续分布,并伴有一定的超亲变异。而且,各个致病小种的致病性具有一定的相关性,相关系数处在0.3与0.6之间。数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)分析共检测到12个QTL,分别位于水稻第1、2、3、5、6、7、9和12号染色体,贡献率介于4.95%-16.05%之间,其中位于5号染色体上的RM6024-RM163区间在3个致病小种中均检测到,并且是效应最大的主效QTL。另外,QTL座位的聚合进一步表明,通过不同的QTL座位的聚合能够显著提高水稻白叶枯病的抗性。该研究对拓宽我国白叶枯病抗性基因资源具有重要的意义。     

水稻显性早熟材料D64B的发现、遗传分析和分子标记定位

D64B是从籼型杂交稻保持系D63B中发现的一个无色早熟突变株。用不育系、保持系、恢复系以及早稳型水稻品种与之杂交,F1的抽穗期多数与早熟亲本D64B相同或相近,部分偏向早熟亲本。这些结果表明D64B具有显性早熟特性。将D64B在海南陵水短日照和温江长日照下分期种植,观察到两地点因生长发育期间温度变化引起的抽穗期的变化的程度是一致的,并且在一定范围内随着生长发育期间温度升高,D64B抽穗缩短,可知D64B不感光,感温性中等。种植D64B与蜀恢527的正反交F2和回交一代BC1,三者的抽穗期均呈双峰分布,并且峰谷处于同一位置,以峰谷值103d为转折点进行分组,早熟与迟熟植株的分离比经x^2检验分别符合3：1和1：1,表明D64B的早熟特性主要受一对显性早熟核基因控制。用356对微卫星引物对亲本D64B和蜀恢527进行多态性分析,并用多态性引物扩增蜀恢527／D64B的F2早熟和迟熟近等基因池,找到多态引物RM279,进一步用RM279附近的微卫星引物扩增F2早熟和迟熟近等基因池、迟熟植株,筛到多态性引物RM71。用MAPMAKER／EXP3．0软件分析,将该早熟基因定位于第2染色体的短臂端,位于RM179和RM71之间,遗传距离分别为12．6cM和13．3cM,该基因拟名EF-3(t)。在育种实践中用D64B育成早熟不育系D64A。     

水稻雄性不育恢复系明恢63的感光基因分析

水稻恢复系明恢63是中国应用面积最大、利用最广泛的恢复系。利用抽穗期感光性近等基因系EG0～EG7及ER～LR对明恢63进行的分析表明,明恢63在E1、E2、E3位点分别带有E1、e3、E3基因,在Se-1位点带无感光功能的Se-1^e基因。进一步用抽穗期QTL近等基因系NIL(Hd1)和NIL（Hd4)进行的研究表明,明恢63带有显性感光基因E1和无感光功能的Se-1^e基因,并推测明恢63带有能抑制E,基因表达的隐性抑制基因。认为籼型杂交稻抽穗期受不育系和恢复系感光基因及感光性抑制基因的共同作用。初步讨论了明恢63广适性的遗传基础。     

水稻纹枯病抗性QTL分析

对灿稻窄叶青8号（ZYQ8）和粳稻京系17（JX17）以及由它们构建的加倍单倍体（DH）群体,分别在杭州和海南岛,采用注射器接种法进行纹枯病抗性鉴定,并使用该群体的分子链锁图谱进行数量性状座位（QTL）分析。共检测到4个抗纹枯病的QTL（qSBR-2、qSBR-3、qSBR-7和qSBR-11）,分别位于第2、第3、第7和第11染色体。其中qSBR-2、qSBR-3、qSBR-7的抗性基因由抗病亲本ZYQ8贡献,而qSBR-11的抗性基因来自感病亲本JX17。qSBR-2、qSBR-3、qSBR-7在杭州和海南岛都能检测到,而qSBR-11只在杭州检测到。在杭州的实验中,纹枯病病级与秆长和抽穗期呈显著负相关;在控制秆长和抽穗期的QTL中,控制秆长的qCL-3与qSBR-3位于同一染色体区域,其余QTL与抗纹枯病的QTL之间无连锁关系。     

药用野生稻转育后代一个抗白叶枯病新基因的定位

从药用野生稻渗入后代选育的水稻株系B5表现为高抗褐飞虱、白背飞虱和白叶枯病。对B5与籼稻品种明恢63杂交组合的187个重组自交系(RILs)进行了抗白叶枯病接种鉴定,采用分离集团分析法(Bulked Segregant Analysis,BSA),在第1染色体上筛选到与水稻抗白叶枯病基因相连锁RFLP分子标记。利用RILs抗病性表现型鉴定资料和构建的分子标记连锁图谱,将抗白叶枯病基因定位在第1染色体短臂的C904和R596之间,这两个分子标记间遗传距离为1．3cM。该基因对RILs群体抗病性变异的贡献率为52．96％,是一效应值较大的主效基因。这一抗白叶枯病基因不同于已报道的抗白叶枯病基因的位点,因此将其命名为Xa29(t)。     

水稻米粒延伸性的遗传剖析

以籼稻ZYQ8与粳稻JX17为亲本的DH群体作为研究材料,考察DH群体及双亲的米粒延伸率相关性状,并使用该群体的分子连锁图谱进行QTL分析.共检测到14个与稻米延伸性有关的QTL,包括2个粒长QTL、7个饭粒长QTL和5个米粒延伸率QTL,分别位于第1、2、3、5、6、7、10、11和12染色体.所有QTL的LOD值介于2.26～9.25,分别解释性状变异的5.31%～17.21%.在第3染色体上的G249～G164、第6染色体上的G30～RZ516和第10染色体上的G1082～GA223区间同时检测到控制饭粒长和米粒延伸率的QTL.米粒延伸性受多基因控制,Wx基因与位于第6染色体上的qCRE-6的G30～RZ516区间相近,对米饭的延伸性具重要影响.     

水稻对叶瘟和穗瘟部分抗性的遗传分析

在一个水稻籼籼交重组自交系群体中,选用由感病株系构成的2个亚群体和2个不同的稻瘟病菌小种,进行了水稻对叶瘟部分抗性的QTL定位,还选用由感病而且抽穗期相近的株系构成的亚群体和另一个病菌小种,进行了水稻对穗瘟部分抗性的QTL定位,将病叶面积百分比(DLA)、病斑大小(LS)和病斑数(LN)作为对叶瘟部分抗性的性状,将病斑长度(LL)和孢子量(CA)作为对穗瘟部分抗性的性状。所构建的图谱包含168个标记。应用QTLMapper 1．01b,共检测到11个表现主效应的QTL和28对双因子互作,有3个表现主效应的QTL参与对同一性状的互作。QTL的主效应对单一性状的贡献率为4．7％～38．8％,而上位性效应对单一性状的贡献率为16．0％～51．7％,QTL的主效应对大多数性状的贡献率小于互作效应,表明互作效应对于部分抗性的重要作用。对穗瘟部分抗性的两个性状LL和CA,所检测到QTL总效应的贡献率分别达到70．6％和82．6％,表明由排除了主效抗病基因的感病株系组成的亚群体适合于进行部分抗性QTL定位。     

Molecular cloning and structural analysis of a novel Rac gene osRACB in rice (Oryza sativa L.)

Rac is a subfamily of small GTP-binding protein family. Its molecular weight is between 20 and 30 kilodaltons. As a signal protein, Rac directly or indirectly participates in many physiological processes, such as the regulation of cytoskeleton and the transduction of stress-induced signal. So Rac is also named ?molecular switch? The switch is based on the cycle from a GTP-bound 憃n?to a GDP-bound 憃ff?state[1]. In the superfamily of GTP-binding protein, only heterotrimeric G protein, Ra…     

Genome-wide Investigation of Intron Length Polymorphisms and Their Potential as Molecular Markers in Rice (Oryza sativa L.)

Intron length polymorphisms (ILPs) have been used as geneticmarkers in some studies. However, a systematic investigationand large-scale exploitation of ILP markers has not been reported.In this study, we performed a genome-wide search of ILPs betweentwo subspecies (indica and japonica) in rice using the draftgenomic sequences of cultivars 93-11 (indica) and Nipponbare(japonica) and 32 127 full-length cDNA sequences of Nipponbareobtained from public databases. We identified 13 308 putativeILPs. Based on these putative ILPs, we developed 5811 candidateILP markers via electronic-PCR with primers designed in flankingexons. We further conducted experiment to verify the candidateILP markers. Out of 215 candidate ILP markers tested on 93-11,Nipponbare and their hybrid, we successfully exploited 173 codominantILP markers. Further analyses on 10 rice accessions showed thatthese ILP markers were widely applicable and most (71.1%) exhibitedsubspecies specificity. This feature suggests that ILPs wouldbe useful for the studies of genome evolution and inter-subspeciesheterosis and for cross-subspecies marker-assisted selectionin rice. In addition, by testing 51 pairs of the ILP primerson five Gramineae plants and three dicot plants, we found anotherdesirable characteristic of rice ILP markers that they havehigh transferability to other plants.     

利用SSR定位籼稻品种Kaharamana中抗褐飞虱基因Bph9

褐飞虱是危害水稻生产最重要的害虫之一,利用寄主抗性被认为是防治褐飞虱最经济而有效的方法。斯里兰卡水稻品种Kaharamana对东亚和东南亚的褐飞虱种群均表现抗虫性,利用分子遗传学的方法对其携带的Bph9基因进行了SSR定位。所用的遗传群体为来源于Kaharamana和02428的含有180个单株的F2分离群体,每个F2单株套袋自交获得F2：3家系。利用苗期集团鉴定埘F2：3家系进行抗褐飞虱鉴定,以推测相应F2单株的基因型。连锁分析表明,Bph9位于第12染色体上的两个SSR标记RM463和RM5341之间,分别与之相距6．8cM和9．7cM。该标记有助十将Bph9用于分子标记辅助选择育种研究。